购物 手机
佰佰安全网 > 佰佰知识 > 安全百科 > 自然灾害 > 岩爆

E.Hoek等认为,岩爆是高地应力区洞室围岩剪切破坏作用的产物。Zoback教授在解释钻孔崩落现象成因时,也认为岩爆破坏属剪切破坏。然而Mastin和Haimson认为这一现象是由于孔壁应力集中部位的局部破坏所引起的,系张性破裂的产物。

我国杨淑清教授总结出岩爆造成围岩劈裂破坏和剪切的二种机制,并且认为它们是二种应力水平的产物,即劈裂破坏属脆性断裂,而剪切破坏是岩石应力达到峰值强度状态时的破坏;前者形成的破裂面与洞口边界平行,而后者则与洞口边界斜交,呈对数螺旋形状。谭以安博士则认为,岩爆系渐时破坏过程,其形成过程可分为劈裂成板→剪断成块→块片弹射三个阶段。以王兰生教授为首的川藏公路二郎山隧道高地应力与围岩稳定性课题组将岩爆作用与岩石在三向应力条件下的压缩变形破坏全过程加以对照,认为岩爆力学机制可以归纳为压致拉裂、压致剪切拉裂、弯曲鼓折三种基本形式,也可以多种组合方式出现。

①地形地貌分析法及地质分析法

认真查看其地形地貌,对该区的地形情况有一个总体的认识,在高山峡谷地区,谷地为应力高度集中区,另外根据地质报告资料初步确定辅助洞施工期间可能遇到的地应力集中和地应力偏大的地段。依据地质理论,在地壳运动的活动区有较高的地应力,在地区上升剧烈,河谷深切,剥蚀作用很强的地区,自重应力也较大。

②AE法(声发射法)

AE法主要利用岩石临近破坏前有声发射现象这一结果,通过声波探测器对岩石内部的情况进行检测,该方法的基本参量是能率E和大事件数频度N,它们在一定程度上反映出岩体内部的破裂程度和应力增长速度。这种预报方法是最直接的,也是最有效的。

③钻屑法(岩芯饼化法)

这种方法是通过对岩石钻孔进行,可在进行超前预报钻孔的同时,对钻出的岩屑和取出的岩芯进行分析;对强度较低的岩石,根据钻出岩屑体积大小与理论钻孔体积大小的比值来判断岩爆趋势。在钻孔过程中有时还可以获得如爆裂声、磨察声和卡钻现象等辅助信息来判断岩爆发生的可能性。

1.轻微岩爆是指围岩表层无声响或不易察觉的微弱响声,劈裂的岩块自由下落或松弛后下落,规模小,表现为岩坑较浅,爆落岩片尺寸小、数量少,多为破裂剥落型,σθ/σc≈0.3~0.5,对施工影响小。

2.中等岩爆是指爆裂脱落、剥离现象较严重,岩屑或岩块向临空面弹出,伴有清脆爆裂声,表现为岩爆坑连续分布,规模较大,坑径可达数米,坑深一般小于2m,爆落岩石尺寸较大,数量多,多为弹射型及破裂剥落型,σθ/σc≈0.5~0.7,对施工有一定影响。

3.强烈岩爆是指岩爆时伴有巨响,具有锐利边棱的大小岩石碎片迅猛飞出,表现为岩爆坑连续分布,坑深一般都在2m以上,爆落岩石尺寸大,数量多,且造成围岩大面积开裂失稳,严重威胁施工人员及设备安全,σθ/σc≈0.7~0.9,对正常施工及硐室影响大 。

1.在施工前,针对已有勘测资料,初步确定施工区域地应力的数量级以及施工过程中哪些部位及里程容易出现岩爆现象,优化施工开挖和支护顺序,为施工中岩爆的防治提供初步的理论依据。

2.在施工过程中,加强超前地质探测,预报岩爆发生的可能性及地应力的大小。

3.打设超前钻孔转移隧道掌子面的高地应力或注水降低围岩表面张力。必要时,若预测到的地应力较高,可在超前探孔中进行松动爆破或将完整岩体用小炮震裂,或向孔内压水,以避免应力集中现象的出现。

4.在施工中应加强监测工作,通过对围岩和支护结构的现场观察、通过对辅助洞拱顶下沉、两维收敛以及锚杆测力计、多点位移计读数的变化,可以定量化地预测滞后发生的深部冲击型岩爆,用于指导开挖和支护的施工,以确保安全。

轻微的岩爆仅剥落岩片,无弹射现象。严重的可测到4.6级的震级,一般持续几天或几个月。发生岩爆的原因是岩体中有较高的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性度和弹性。这时一旦地下工程破坏了岩体的平衡,强大的能量把岩石破坏,并将破碎岩石抛出。

控制岩爆的方法

①改善围岩应力

采用光面爆破技术,尽量减少对围岩的扰动,改善围岩应力状态。 应力放孔,施工时可在掌子面上打设5~6个超前钻孔,深15~20m左右,既可以起到超前钻探地质的作用,又可以起到释放掌子面应力的作用。

②改善围岩性质

在施工过程中,可采取对工作面附近隧道岩壁喷水或钻孔注水来促进围岩软化,从而消除或减缓岩爆程度。

③ 对围岩进行加强支护和超前支护加固

  • 评论
  • 评论
以下网友言论不代表佰佰安全网观点 发表
为更好的为公众说明安全知识的重要性,本站引用了部分来源于网络的图片插图,无任何商业性目的。适用于《信息网络传播权保护条例》第六条“为介绍、评论某一作品或者说明某一问题,在向公众提供的作品中适当引用已经发表的作品”之规定。如果权利人认为受到影响,请与我方联系,我方核实后立即删除。

相关阅读